光伏发电系统是直接利用太阳能产生电能的系统。光伏系统已有广泛的应用，它可以在不消耗化石燃料的基础上产生清洁、可靠的能源。常见的光伏技术应用是为手表和收音机供电。近年来，许多公用设施安装了大量的光伏方阵别墅太阳能发电，为别墅太阳能发电用户及其他用户提供由太阳能产生的电能或者将其用作关键设备的后备电源。

别墅太阳能发电行业的研究者指出，光伏技术的研究历史可追溯到一百多年前。1873年，英国科学家威洛比•史密斯（Willoughby Smith）注意到化学元素硒对光反应很敏感。史密斯推断出在光的照射下，硒的导电能力会随光通量的增加而增强。这项关于光伏效应的发现引起了许多科学家的注意，他们用这种相对稀有的元素做了很多实验，希望能够利用这种物质发电。1880年，查尔斯•弗里茨（Charles Fritts）发明了第一块硒太阳能电池。这块电池可以在不消耗任何物质的基础上发电，并且其本身不会产生热量。

然而直到1905年，阿尔伯特•爱因斯坦（Albert Einstein）光伏效应实验的公开，才使光伏作为一种动力源被广泛接受。爱因斯坦的理论使人们对太阳能光伏发电的物理过程有了更广泛的认识。虽然这种硒太阳能电池效率低下且花费高昂，但直到20世纪30年代，科学家们仍坚持进行着相关方面的研究。

20世纪50年代早期，贝尔实验室（Bell Laboratories）开始了一项关于远程通讯系统可靠供能的研究。贝尔实验室的科学家们发现地壳中储量位居第二的硅元素对光线的反应也很敏感，并且当掺入一定杂质之后，它会产生一定的电压。1954年，贝尔实验室研制出了第一个效率为6%的硅电池。

在20世纪50年代后期，光伏技术得到了第一次非实验应用：用于向一个位于佐治亚州乡村地区的电话中继站供电。美国国家航空航天管理局 (NASA)的科学家们也一直在寻找一种轻便、耐用、可靠且适合于外太空的能源。后来，他们为美国一颗名叫先锋I号的卫星安装了一个由108个电池组成的光伏发电系统。到20世纪60年代早期，光伏系统被广泛应用于卫星和宇宙飞船等方面，之后也在向别墅太阳能发电行业中渗透应用。